KR20120109183A - 다중 전원 제어장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다중 전원 제어장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 다중 전원 제어장치는 플라즈마 반응기로 플라즈마 발생을 위한 무선 주파수 전원을 공급하는 전원 공급원; 상기 전원 공급원과 플라즈마 반응기 사이에 연결되는 제1 임피던스 정합기; 상기 플라즈마 반응기에 구비되는 기판 지지대와 상기 기판 지지대로 바이어스 전원을 공급하는 바이어스 전원 사이에 연결되는 제2 임피던스 정합기; 및 상기 플라즈마 반응기 내부의 플라즈마 상태에 따라 상기 제1 임피던스 정합기 또는 상기 제2 임피던스 정합기를 제어하기 위한 제어부;를 포함한다. 본 발명의 다중 전원 제어장치 및 그 제어 방법에 의하면 플라즈마 소스를 구동하기 위한 다수의 전원 공급 장치를 플라즈마 상태와 임피던스 정합기 변수값에 따라 통합 제어하거나 분리 제어하여 플라즈마 처리가 가능하다. 또한 전원 공급 장치에서 제공되는 무선 주파수 신호의 파형 왜곡을 방지하여 플라즈마 처리 균일도를 높이고 전원 공급 장치가 손상되는 것을 방지한다.

Description

다중 전원 제어장치 및 그 제어 방법{MULTI POWER CONTROL APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 다중 전원 제어장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마 소스를 구동하기 위한 전원장치를 제어하여 균일한 플라즈마를 발생시키기 위한 다중 전원 제어장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
무선 주파수 발생기는 다양한 산업 분야에 사용되고 있으며, 반도체 제조 산업 분야에서도 식각, 증착, 에싱, 세정과 같은 반도체 제조 공정을 수행하는 다양한 플라즈마 처리 장치에서 무선 주파수(radio frequency: RF)를 공급하는 전원 공급원으로 사용되고 있다.
플라즈마 처리 장치에서 무선 주파수가 사용되는 이유는 직류 플라즈마로 처리할 수 없는 공정의 특성과, 직류 플라즈마에 비하여 무선 주파수 플라즈마는 높은 가스 분해 효율을 얻을 수 있기 때문이다. 사용되고 잇는 주파수 대역은 대체로 100KHz에서 100MHz 이상까지 다양한 범위의 주파수가 사용되고 있으며, 주로 13.36MHz의 주파수가 일반적으로 사용되고 있다.
한편, 반도체 웨이퍼 기판이나 액정 디스플레이용 유리 기판의 사이즈는 더욱 대형화되고 있다. 이러한 대형 기판의 처리를 위하여 넓은 볼륨의 플라즈마를 발생할 수 있는 플라즈마 처리 장치가 요구되고 있다. 넓은 볼륨의 플라즈마를 얻기 위해서는 무선 주파수 발생기의 전력 용량도 증가되고 있다. 또한 대형 기판을 균일하게 처리하기 위해서는 플라즈마 밀도를 공정 특성에 따라 적절히 유지하는 것이 매우 중요하다. 이를 위해서는 고주파 전원의 공급 및 임피던스 정합등을 잘 고려하는 것이 필요하다.
본 발명의 목적은 플라즈마 소스를 구동하기 위한 다수의 전원 공급 장치를 통합 제어하거나 분리 제어함으로써 피처리 기판의 처리 효율을 증대시키기 위한 다중 전원 제어장치 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 다중 전원 제어장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 다중 전원 제어장치는 플라즈마 반응기로 플라즈마 발생을 위한 무선 주파수 전원을 공급하는 전원 공급원; 상기 전원 공급원과 플라즈마 반응기 사이에 연결되는 제1 임피던스 정합기; 상기 플라즈마 반응기에 구비되는 기판 지지대와 상기 기판 지지대로 바이어스 전원을 공급하는 바이어스 전원 사이에 연결되는 제2 임피던스 정합기; 및 상기 플라즈마 반응기 내부의 플라즈마 상태에 따라 상기 제1 임피던스 정합기 또는 상기 제2 임피던스 정합기를 제어하기 위한 제어부;를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1, 2 임피던스 정합기는 상기 제어부로부터 제공되는 제어신호에 따라 각각의 상기 제1, 2 임피던스 정합기를 제어하기 위한 스위칭 회로를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 반응기 내부의 플라즈마 상태를 측정하기 위한 센서부를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 임피던스 정합기 또는 상기 제2 임피던스 정합기를 동시에 제어하거나 각각 독립적으로 제어한다.
본 발명의 다중 전원 제어 방법은 플라즈마 소스를 구동하여 플라즈마 반응기 내부에 플라즈마를 점화하는 단계; 상기 플라즈마 챔버 내부의 플라즈마 상태 변수값을 제어부로 제공하는 단계; 전원 공급원과 상기 플라즈마 반응기 사이에 연결되는 제1 임피던스 정합기 및 기판 지지대와 바이어스 전원 사이에 연결되는 제2 임피던스 정합기의 변수값을 제어부로 제공하는 단계; 및 제어부는 상기 플라즈마 상태 변수값과 상기 복수 개의 임피던스 정합기의 변수값에 기초하여 상기 제1 임피던스 정합기 및 상기 제2 임피던스 정합기를 통합하여 제어하거나 각각 독립적으로 제어하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1, 2 임피던스 정합기 제어 단계에서 상기 제어부로부터 제공되는 제어신호에 따라 상기 제1, 2 임피던스 정합기에 포함된 스위칭 회로가 구동되어 상기 제1 임피던스 정합기 및 상기 제2 임피던스 정합기를 통합 제어하거나 각각 독립적으로 제어한다.
일 실시예에 있어서, 상기 플라즈마 상태 변수값을 측정하는 단게에서 상기 플라즈마 변수값은 센서부를 통해 측정이 이루어진다.
본 발명의 다중 전원 제어장치는 플라즈마 소스를 점화시키기 위한 전원 공급 장치에 있어서, 상기 전원 공급 장치의 발진회로 접지단과 상기 전원 공급 장치의 증폭회로 접지단에 연결되어 상기 발진회로와 증폭회로의 접지를 분리하는 캐패시터를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 전원 공급 장치로부터 출력되는 무선 주파수의 출력 파형의 왜곡을 방지하기 위한 왜율 저감 회로를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 왜율 저감 회로는 특정 주파수를 필터링하기 위한 LC공진회로; 및 출력된 무선 주파수의 반사파 에너지를 열로 소모시키기 위한 저항부를 포함한다.
본 발명의 다중 전원 제어장치 및 그 제어 방법에 의하면 플라즈마 소스를 구동하기 위한 다수의 전원 공급 장치를 플라즈마 상태와 임피던스 정합기 변수값에 따라 통합 제어하거나 분리 제어하여 플라즈마 처리가 가능하다. 또한 전원 공급 장치에서 제공되는 무선 주파수 신호의 파형 왜곡을 방지하여 플라즈마 처리 균일도를 높이고 전원 공급 장치가 손상되는 것을 방지한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 전원 제어장치가 연결된 플라즈마 반응기의 회로 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 제어부를 통해 임피던스 정합기가 제어된 상태의 회로 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 전원 제어장치를 이용한 다중 전원 제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전원 공급원의 회로 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 전원 공급원에 왜율 저감 회로가 부가된 회로 구성을 보여주는 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 전원 제어장치가 연결된 플라즈마 반응기의 회로 구성을 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마 반응기(100)는 플라즈마 소스(110)를 이용해 내부에 플라즈마를 생성하여 피처리 기판(130)을 처리한다. 플라즈마 반응기(100)는 내부로 가스 공급원(미도시)으로부터 공정 가스를 제공받는다. 플라즈마 반응기(100)는 제1, 2, 3 전원 공급원(200, 300, 400)으로부터 무선 주파수 및 바이어스 전원이 인가되어 플라즈마 소스에 의해 공정 가스가 점화하여 플라즈마를 발생한다. 플라즈마는 플라즈마 반응기(100) 내부의 피처리 기판(130)을 처리한다.
플라즈마 소스(110)는 제1 전원 공급원(200)에 연결되어 무선 주파수 전원을 제공받는다. 플라즈마 소스(110)는 제1 전원 공급원(200)으로부터 제1 임피던스 정합기(220)를 통하여 무선 주파수 전원을 제공받아 플라즈마를 생성한다.
플라즈마 반응기(100) 내부에는 피처리 기판(130)을 지지하기 위한 기판 지지대(120)가 구비된다. 기판 지지대(120)는 바이어스 전원을 공급하는 제2, 3 바이어스 전원 공급원(300, 400)이 연결되어 바이어스된다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서는 서로 다른 무선 주파수 전원을 공급하는 두 개의 제2, 3 전원 공급원(300, 400)은 각각 제2, 3 임피던스 정합기(320, 420)를 통하여 기판 지지대(120)에 전기적으로 연결되어 바이어스된다. 기판 지지대(120)의 이중 바이어스 구조는 플라즈마 반응기(100)의 내부에 플라즈마 발생을 용이하게 하고, 플라즈마 이온 에너지 조절을 더욱 개선시켜 공정 생산력을 향상시킬 수 있다. 또는 본 발명에서는 도시하지 않았으나 단일 바이어스 구조로 변형 실시할 수도 있다.
피처리 기판(130)은 예를 들어, 반도체 장치, 디스플레이 장치, 태양전지 등과 같은 다양한 장치들의 제조를 위한 웨이퍼 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판 등과 같은 기판들이다.
제1 전원 공급원(200)과 플라즈마 반응기(100) 사이에는 제1 임피던스 정합기(220)가 연결된다. 또한 제2, 3 전원 공급원(300, 400)과 기판 지지대(120) 사이에는 제2, 3 임피던스 정합기(320, 420)가 연결된다.
먼저, 제1 임피던스 정합기(220)는 두 개의 가변 캐패시터(224)와 두 개의 구동수단(222)과 제1 정합 제어부(228) 및 제1 임피던스 센서(229)로 구성된다. 가변 캐패시터(224)는 각각 구동수단(222)과 연결되어 임피던스 정합이 요구되면 구동수단(222)에 의해 가변 캐패시터(224)가 구동되면서 캐패시터 값이 가변된다. 제1 임피던스 센서(229)는 제1 임피던스 정합기(220)에서 출력되는 무선 주파수의 변수값을 측정하여 제1 정합 제어부(228)로 제공한다. 제1 정합 제어부(228)는 출력되는 무선 주파수 전원의 변수값을 통해 임피던스 정합이 필요한지 여부를 판단하여 두 개의 구동수단(222)으로 구동 신호를 전송한다.
제2 임피던스 정합기(320) 및 제3 임피던스 정합기(420)는 상기에 설명한 제1 임피던스 정합기(220)와 동일한 구성 및 동일한 기능을 갖는다. 제2 임피던스 정합기(320)는 두 개의 가변 캐패시터(324)와 두 개의 구동수단(322)과 제2 정합 제어부(328) 및 제2 임피던스 센서(329)로 구성된다. 또한 제3 임피던스 정합기(420)는 두 개의 가변 캐패시터(424)와 두 개의 구동수단(422)과 제3 정합 제어부(428) 및 제3 임피던스 센서(429)로 구성된다.
상기의 임피던스 정합기를 이용한 임피던스 정합 방식은 종래에 사용되던 방식으로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
본 발명에서의 제1, 2, 3 임피던스 정합기(220, 320, 420)는 상기에 설명한 방식대로 독립적으로 동작하여 임피던스 정합을 이룰 수도 있고, 제어부(180)의 제어 신호에 의해 동작되어 임피던스 정합을 이룰 수도 있다.
제1, 2, 3 임피던스 정합기(220, 320, 420)는 제어부(180)에 의해 제어될 수 있다. 제어부(180)는 제어신호를 각각 출력하여 제1, 2, 3 임피던스 정합기(220, 320, 420)를 제어한다. 제어부(180)는 플라즈마 반응기(100)에 구비된 센서부(150)를 통해 플라즈마 반응기(100) 내부의 플라즈마 상태 변수값을 제공받는다. 제어부(180)는 제1, 2, 3 임피던스 정합기(220, 320, 420)의 변수값과 플라즈마 상태 변수값을 기초로하여 제1, 2, 3 임피던스 정합기(220, 320, 420)를 제어한다.
이때 제1, 2, 3 임피던스 정합기(220, 320, 420)는 제어부(180)의 제어 신호에 따라 구동되는 스위칭 회로(226, 326, 426)를 각각 포함한다. 본 발명에서는 제1 임피던스 정합기(220)를 예를 들어 설명한다.
스위칭 회로(226)는 제1 임피던스 정합기(220)의 구동수단(222)과 제1 정합 제어부 사이(228)에 각각 구비된다. 스위칭 회로(226)는 제어부(180)의 제어 신호에 따라 구동수단(222)이 제1 정합 제어부(228)에 의해 구동되거나 제어부(180)에 의해 구동되도록 스위칭 연결한다.
예를 들어, 제어부(180)의 제어 신호에 의해 스위칭 회로(226)가 제1 정합 제어부(228)에 연결되면 제1 정합 제어부(228)에 의해 구동수단(222)이 구동되어 제1 임피던스 정합기(220)는 임피던스 정합이 이루어진다. 또한 제어부(180)의 제어 신호에 의해 스위칭 회로(226)가 제어부(180)에 연결되면 제어부(180)에 의해 구동수단(222)이 구동되어 제1 임피던스 정합기(220)는 임피던스 정합이 이루어진다. 그러므로 제1 임피던스 정합기(220)는 제어부(180)의 제어 신호에 따라 독립적으로 구동되거나 제어부(180)에 의해 구동된다.
본 발명에서는 제어부(180)에 의해 제1 임피던스 정합기(220)를 구동하기 위해서 제어부(180)는 제1 임피던스 정합기(220)의 제1 임피던스 센서(229)로부터 제1 임피던스 정합기(220)의 임피던스 변수값을 제공받고 플라즈마 반응기(100)에 구비된 센서부(150)로부터 플라즈마 상태 변수값을 제공받는다. 이러한 임피던스 변수값과 플라즈마 상태 변수값을 기초로 하여 제어부(180)는 제1, 2, 3 임피던스 정합기(220, 320, 420)를 제어한다.
본 발명에서는 제1 임피던스 정합기(220)를 예를 들어 설명하였으며 제2, 3 임피던스 정합기(320, 420)도 상기의 설명과 동일한 방식으로 제어된다.
도 2는 제어부를 통해 임피던스 정합기가 제어된 상태의 회로 구성을 보여주는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 임피던스 정합기(220)는 스위칭 회로(226)를 통해 제어부(180)로부터 제어신호를 수신하여 제어부(180)에 의해 구동되거나 자체적으로 구동될 수 있다.
예를 들어, 제어부(180)에서 임피던스 정합기의 변수값과 플라즈마 상태 변수값을 기초로 하여 제1 임피던스 정합기(220) 자체적으로 임피던스 정합을 이루도록 하는 경우 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 제어부(180)는 스위칭 회로(226)가 제1 정합 제어부(228)에 연결되도록 제어신호를 전송한다. 그러므로 제1 임피던스 정합기(220)는 제1 정합 제어부(228)에 의해 구동수단(222) 및 가변 캐패시터(224)가 구동되어 임피던스 정합이 이루어진다.
또한 제어부(180)에서 임피던스 정합기의 변수값과 플라즈마 상태 변수값을 기초로 하여 제어부(180)에 의해 구동되어 임피던스 정합을 이루도록 하는 경우 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 제어부(180)는 스위칭 회로(226)가 제어부(180)에 연결되도록 제어신호를 전송한다. 그러므로 제1 임피던스 정합기(220)는 제어부(180)에 의해 구동수단(222) 및 가변 캐패시터(224)가 구동되어 임피던스 정합이 이루어진다.
이하에서는 임피던스 정합기를 제어하는 방법을 도시한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 전원 제어장치를 이용한 다중 전원 제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 가스 공급원(미도시)으로부터 플라즈마 반응기(100) 내부로 공정 가스를 공급한다(S!00).
플라즈마 반응기(100)에 구비된 플라즈마 소스(110)는 제1 전원 공급원(200)에 의해 구동되고 플라즈마 반응기(100) 내부의 공정 가스를 플라즈마로 점화한다(S200).
여기서, 플라즈마 반응기(100)에 구비된 센서부(150)를 통해 플라즈마 반응기(100) 내부의 플라즈마 상태 변수값을 모니터링한다. 모니터링된 변수값은 제어부(180)로 제공된다. 제어부(180)는 또한 제1, 2, 3 임피던스 정합기(220, 320, 420)의 변수값을 각각 제공받는다(S300).
제어부(180)는 제공받은 플라즈마 상태 변수값과 임피던스 정합기의 변수값에 기초하여 임피던스 정합기(220, 320, 420)를 제어한다. 제어부(180)는 플라즈마 상태 변수값과 임피던스 정합기의 변수값을 통해 복수 개의 임피던스 정합기, 즉 제1, 2, 3 임피던스 정합기(220, 320, 420)를 통합하여 제어할지 독립적으로 분산하여 제어할지를 판단한다.
통합적으로 제어하고자 한다면 제1, 2, 3 임피던스 정합기(220, 320, 420)의 스위칭 회로에 제어신호를 전송하여 제1, 2, 3 임피던스 정합기(220, 320, 420)를 구동시킨다. 반면에, 각 임피던스 정합기를 독립적으로 분산하여 제어하고자 한다면 제어부(180)를 통해 제어하고자 하는 임피던스 정합기의 스위칭 회로(226)에 제어신호를 전송하여 구동한다. 이때, 제어부(180)의 제어에 의해 임피던스 정합기를 구동시키지 않는 경우에는 제어부(180)에서 스위칭 회로(226)에 제어신호를 전송하여 임피던스 정합기가 자체적으로 구동되면서 임피던스 정합이 이루어지도록 할 수 있다(S400).
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전원 공급원의 회로 구성을 보여주는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1, 2, 3 전원 공급원(200, 300, 400)은 각각 발진회로(210, 310, 410)와 증폭회로(230, 330, 430)를 포함한다. 발진회로(210, 310, 410)에서 소정 주파수의 무선 주파수를 발생하여 증폭회로(220, 320, 420)에서 증폭되어 출력된다. 이때, 발진회로(210, 310, 410)의 접지단(212, 312, 412)과 증폭회로(230, 330, 430)의 접지단(232, 332, 432)은 캐패시터(250, 350, 450)로 연결된다. 캐패시터(250, 350, 450)는 발진회로(210, 310, 410)의 접지단(212, 312, 412)과 증폭회로(230, 330, 430)의 접지단(232, 332, 432)을 분리하는 역할을 한다.
발진회로(210, 310, 410)와 증폭회로(230, 330, 430)에서는 노이즈가 발생될 뿐만 아니라 발진회로(210, 310, 410)와 증폭회로(230, 330, 430) 사이에서 서로 간섭이 발생되어 무선 주파수 신호의 파형이 왜곡되어 출력될 수 있다. 이러한 파형의 왜곡은 정확한 무선 주파수가 출력되는 것을 방해하고, 정확한 무선 주파수가 출력되지 못하면 플라즈마 반응기(100)에서 발생되는 플라즈마 또한 안정적으로 발생하지 못하여 피처리 기판(130)을 균일하게 처리하기 어렵다. 그러므로 플라즈마를 안정적으로 발생시켜 피처리 기판(130)을 처리하기 위해서는 정확한 무선 주파수의 출력이 필요하다.
결론적으로, 발진회로(210, 310, 410)의 접지단(212, 312, 412)과 증폭회로(230, 330, 430)의 접지단(232, 332, 432)이 캐패시터(250, 350, 450)에 의해 분리됨으로 발진회로(210, 310, 410)와 증폭회로(230, 330, 430) 사이에서 상호 간섭이 발생되어 무선 주파수 신호의 파형이 왜곡되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 전원 공급원에 왜율 저감 회로가 부가된 회로 구성을 보여주는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1, 2, 3 전원 공급원(200, 300, 400)에는 각각 무선 주파수의 출력 파형의 왜곡을 방지하기 위한 왜율 저감 회로(270, 370, 470)가 더 구비된다. 왜율 저감 회로(270, 370, 470)는 전원 공급원(200, 300, 400)에서 출력되는 무선 주파수의 파형이 왜곡되는 것을 미연에 방지하기 위한 구성이다. 전원 공급원(200, 300, 400)으로부터 출력되는 무선 주파수의 파형 왜곡 발생을 방지하여 플라즈마 반응기(100)의 플라즈마 처리 균일도를 높이며 전원 공급원(200, 300, 400)이 손상되는 것을 방지한다.
왜율 저감 회로(270, 370, 470)는 LC공진회로와 저항부(276, 376, 476)로 구성된다. LC공진회로는 인덕터(272, 372, 472)와 캐패시터(274, 374, 474)가 직렬로 연결되어 구성되며 전원 공급원(200, 300, 400)으로부터 출력된 신호에서 특정 주파수를 필터링한다. 저항부(276, 376, 476)는 출력된 무선 주파수 신호의 반사파가 유입되는 경우 반사파 에너지를 열로 소진함으로써 전원 공급원(200, 300, 400)이 안정적으로 동작할 수 있도록 한다.
이상에서 설명된 본 발명의 다중 전원 제어장치 및 그 제어 방법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
100: 플라즈마 반응기 110: 플라즈마 소스
120: 기판 지지대 130: 피처리 기판
150: 센서부 180: 제어부
200, 300, 400: 제1, 2, 3 전원 공급원 210, 310, 410: 발진회로
212, 312, 412, 232, 332, 432: 접지단 230, 330, 430: 증폭회로
220, 320, 420: 제1, 2, 3 임피던스 정합기
222, 322, 422: 구동수단 224, 324, 424: 가변 캐패시터
226, 326, 426: 스위칭 회로 250, 350, 450: 캐패시터
228, 328, 428: 제1, 2, 3 정합 제어부 270, 370, 470: 왜율 저감 회로
229, 329, 429: 제1, 2, 3 임피던스 센서 272, 372, 472: 인덕터 274, 374, 474: 캐패시터 276, 376, 476: 저항부

Claims (10)

  1. 플라즈마 반응기로 플라즈마 발생을 위한 무선 주파수 전원을 공급하는 전원 공급원;
    상기 전원 공급원과 플라즈마 반응기 사이에 연결되는 제1 임피던스 정합기;
    상기 플라즈마 반응기에 구비되는 기판 지지대와 상기 기판 지지대로 바이어스 전원을 공급하는 바이어스 전원 사이에 연결되는 제2 임피던스 정합기; 및
    상기 플라즈마 반응기 내부의 플라즈마 상태에 따라 상기 제1 임피던스 정합기 또는 상기 제2 임피던스 정합기를 제어하기 위한 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 전원 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 2 임피던스 정합기는 상기 제어부로부터 제공되는 제어신호에 따라 각각의 상기 제1, 2 임피던스 정합기를 제어하기 위한 스위칭 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 전원 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 반응기 내부의 플라즈마 상태를 측정하기 위한 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 전원 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 임피던스 정합기 또는 상기 제2 임피던스 정합기를 동시에 제어하거나 각각 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 다중 전원 제어장치.
  5. 플라즈마 소스를 구동하여 플라즈마 반응기 내부에 플라즈마를 점화하는 단계;
    상기 플라즈마 챔버 내부의 플라즈마 상태 변수값을 제어부로 제공하는 단계;
    전원 공급원과 상기 플라즈마 반응기 사이에 연결되는 제1 임피던스 정합기 및 기판 지지대와 바이어스 전원 사이에 연결되는 제2 임피던스 정합기의 변수값을 제어부로 제공하는 단계; 및
    제어부는 상기 플라즈마 상태 변수값과 상기 복수 개의 임피던스 정합기의 변수값에 기초하여 상기 제1 임피던스 정합기 및 상기 제2 임피던스 정합기를 통합하여 제어하거나 각각 독립적으로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 전원 제어방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1, 2 임피던스 정합기 제어 단계에서 상기 제어부로부터 제공되는 제어신호에 따라 상기 제1, 2 임피던스 정합기에 포함된 스위칭 회로가 구동되어 상기 제1 임피던스 정합기 및 상기 제2 임피던스 정합기를 통합 제어하거나 각각 독립적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 다중 전원 제어방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 플라즈마 상태 변수값을 측정하는 단게에서 상기 플라즈마 변수값은 센서부를 통해 측정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 전원 제어방법.
  8. 플라즈마 소스를 점화시키기 위한 전원 공급 장치에 있어서,
    상기 전원 공급 장치의 발진회로 접지단과 상기 전원 공급 장치의 증폭회로 접지단에 연결되어 상기 발진회로와 증폭회로의 접지를 분리하는 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 전원 제어장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치로부터 출력되는 무선 주파수의 출력 파형의 왜곡을 방지하기 위한 왜율 저감 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 전원 제어장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 왜율 저감 회로는
    특정 주파수를 필터링하기 위한 LC공진회로; 및
    출력된 무선 주파수의 반사파 에너지를 열로 소모시키기 위한 저항부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 전원 제어장치.
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